Realisierung eines Signalprozessorsystems mit 2 Prozessoren und integrierter Entwicklungsumgebung
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Diplomarbeit aus dem Jahr 1995 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,0, Evangelische Fachhochschule Darmstadt (Unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Zusammenfassung:Aufgabe dieser Diplomarbeit war es, eine Entwicklungsumgebung für einen digitalen Signalprozessor zu erstellen. Verwendung findet dabei ein DSP56002 von Motorola mit 40MHz Taktfrequenz (20 MIPS), das Entwicklungssystem wird mit Hilfe einer RS232-Schnittstelle mit einem PC verbunden. Die Software auf dem PC wurde unter dem Betriebssystem Windows implementiert. Das Einsatzgebiet des Systems liegt vor allem in der Le...
Diplomarbeit aus dem Jahr 1995 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,0, Evangelische Fachhochschule Darmstadt (Unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Aufgabe dieser Diplomarbeit war es, eine Entwicklungsumgebung für einen digitalen Signalprozessor zu erstellen. Verwendung findet dabei ein DSP56002 von Motorola mit 40MHz Taktfrequenz (20 MIPS), das Entwicklungssystem wird mit Hilfe einer RS232-Schnittstelle mit einem PC verbunden. Die Software auf dem PC wurde unter dem Betriebssystem Windows implementiert.
Das Einsatzgebiet des Systems liegt vor allem in der Lehre, es soll die Möglichkeit bieten, mit möglichst wenig Schritten einfache Programme für einen DSP zu erstellen. Um allerdings auch für komplexere Anwendungen genug Möglichkeiten anzubieten, wird großer Wert auf die flexiblen Erweiterungsmöglichkeiten gelegt.
In der einfachsten Ausbaustufe wird ein DSP56002 im Single-Chip-Betrieb (also ohne externen Speicher) unterstützt, in der Maximalausbaustufe eine Erweiterung auf 192Kx24 Bit-Worte statisches RAM und Unterstützung eines zweiten DSP56002, der als echter Parallelprozessor arbeiten kann. Die Aufrüstung orientiert sich am Stand der sogenannten Plug&Play-Technik - d.h. die Erweiterungen werden eingesetzt und automatisch erkannt.
Die Ausbaustufe mit einem Signalprozessor sollte nahtlos in den Betrieb mit einem zweiten DSP übergehen, d.h. die Software bietet für beide DSPs adäquate Debugging- und Entwicklungsmöglichkeiten.
Funktionsumfang
Die DSPs sollen mit der vollen Arbeitsgeschwindigkeit von 40MHz arbeiten, als externer Basistakt wird ein 1MHz-Takt eingesetzt, der durch die interne PLL multipliziert wird. Dadurch ist eine Systemerweiterung auf den DSP56002 mit 66MHz prinzipiell denkbar .Der Speicherzugriff soll mit voller Geschwindigkeit - also 0 Waitstates erfolgen.
Der Speicher steht beiden Signalprozessoren gleichermaßen zur Verfügung, eine Busüberwachung verteilt den globalen Bus auf die DSPs. Die Kornmunikation und Synchronisation der beiden Parallel-DSPs kann über den gemeinsamen Speicher (Semaphoren) oder über Interruptsignale erfolgen.
Um dem DSP-System eine Anbindung an die Außenwelt zu ermöglichen, wird ein flexibler Port zum Anschluß von AD-/DA-Umsetzern bereitgestellt, sowie eine zusätzliche serielle RS232-Schnittstelle für den DSP No.1.
Der Port zum Anschluß von Analog-Einheiten bietet eine volle 24-Bit-Busanbindung, unterstützt ADUs und DAUs - auch in Mehrkanalausführung -, ist für beide DSPs nutzbar und die maximale Abtastfrequenz wird nur durch den Systemtakt der DSPs begrenzt (theoretisch 10MHz).
Durch die zusätzliche serielle Schnittstelle für DSP No.1 wird die Verwendung als Stand-Alone-System unterstützt, da eine eigene Kornmunikationsverbindung zu einem anderen System (z.B. Prozeßrechner, SPS) möglich ist.
Der Monitor zur Steuerung der Signalprozessoren wird nicht im Sichtbarkeitsbereich der DSPs realisiert, sondern in einem externen Mikrocontroller abgelegt. Der Mikrocontroller steuert über die integrierten Hardwaredebugger der DSPs (OnCE-Port) alle Funktionen von außen, dadurch wird keinerlei DSP-Speicher und keine DSP-Rechenleistung für den Monitor benötigt.
Für den DSP-Programmierer hat dies zur Folge, daß sich das System ihm gegenüber immer als Stand-Alone-System zeigt, der Programmier muß den Monitor bei der Programmierung eigener Applikationen nicht berücksichtigen (z.B. ist kein Linken eines Debug-Monitors bei DSP-Programmen notwendig).
Um die flexible Erweiterung so einfach wie möglich zu gestalten, sind in den Monitor Funktionen zur Erkennung der DSPs und des Speichers bereits integriert.
Die serielle Verbindung zwischen Monitor und PC stellt den Flaschenhals des Systems dar, daher muß die Anzahl der übertragenen Daten möglichst gering gehalten werden.
Aufgabe dieser Diplomarbeit war es, eine Entwicklungsumgebung für einen digitalen Signalprozessor zu erstellen. Verwendung findet dabei ein DSP56002 von Motorola mit 40MHz Taktfrequenz (20 MIPS), das Entwicklungssystem wird mit Hilfe einer RS232-Schnittstelle mit einem PC verbunden. Die Software auf dem PC wurde unter dem Betriebssystem Windows implementiert.
Das Einsatzgebiet des Systems liegt vor allem in der Lehre, es soll die Möglichkeit bieten, mit möglichst wenig Schritten einfache Programme für einen DSP zu erstellen. Um allerdings auch für komplexere Anwendungen genug Möglichkeiten anzubieten, wird großer Wert auf die flexiblen Erweiterungsmöglichkeiten gelegt.
In der einfachsten Ausbaustufe wird ein DSP56002 im Single-Chip-Betrieb (also ohne externen Speicher) unterstützt, in der Maximalausbaustufe eine Erweiterung auf 192Kx24 Bit-Worte statisches RAM und Unterstützung eines zweiten DSP56002, der als echter Parallelprozessor arbeiten kann. Die Aufrüstung orientiert sich am Stand der sogenannten Plug&Play-Technik - d.h. die Erweiterungen werden eingesetzt und automatisch erkannt.
Die Ausbaustufe mit einem Signalprozessor sollte nahtlos in den Betrieb mit einem zweiten DSP übergehen, d.h. die Software bietet für beide DSPs adäquate Debugging- und Entwicklungsmöglichkeiten.
Funktionsumfang
Die DSPs sollen mit der vollen Arbeitsgeschwindigkeit von 40MHz arbeiten, als externer Basistakt wird ein 1MHz-Takt eingesetzt, der durch die interne PLL multipliziert wird. Dadurch ist eine Systemerweiterung auf den DSP56002 mit 66MHz prinzipiell denkbar .Der Speicherzugriff soll mit voller Geschwindigkeit - also 0 Waitstates erfolgen.
Der Speicher steht beiden Signalprozessoren gleichermaßen zur Verfügung, eine Busüberwachung verteilt den globalen Bus auf die DSPs. Die Kornmunikation und Synchronisation der beiden Parallel-DSPs kann über den gemeinsamen Speicher (Semaphoren) oder über Interruptsignale erfolgen.
Um dem DSP-System eine Anbindung an die Außenwelt zu ermöglichen, wird ein flexibler Port zum Anschluß von AD-/DA-Umsetzern bereitgestellt, sowie eine zusätzliche serielle RS232-Schnittstelle für den DSP No.1.
Der Port zum Anschluß von Analog-Einheiten bietet eine volle 24-Bit-Busanbindung, unterstützt ADUs und DAUs - auch in Mehrkanalausführung -, ist für beide DSPs nutzbar und die maximale Abtastfrequenz wird nur durch den Systemtakt der DSPs begrenzt (theoretisch 10MHz).
Durch die zusätzliche serielle Schnittstelle für DSP No.1 wird die Verwendung als Stand-Alone-System unterstützt, da eine eigene Kornmunikationsverbindung zu einem anderen System (z.B. Prozeßrechner, SPS) möglich ist.
Der Monitor zur Steuerung der Signalprozessoren wird nicht im Sichtbarkeitsbereich der DSPs realisiert, sondern in einem externen Mikrocontroller abgelegt. Der Mikrocontroller steuert über die integrierten Hardwaredebugger der DSPs (OnCE-Port) alle Funktionen von außen, dadurch wird keinerlei DSP-Speicher und keine DSP-Rechenleistung für den Monitor benötigt.
Für den DSP-Programmierer hat dies zur Folge, daß sich das System ihm gegenüber immer als Stand-Alone-System zeigt, der Programmier muß den Monitor bei der Programmierung eigener Applikationen nicht berücksichtigen (z.B. ist kein Linken eines Debug-Monitors bei DSP-Programmen notwendig).
Um die flexible Erweiterung so einfach wie möglich zu gestalten, sind in den Monitor Funktionen zur Erkennung der DSPs und des Speichers bereits integriert.
Die serielle Verbindung zwischen Monitor und PC stellt den Flaschenhals des Systems dar, daher muß die Anzahl der übertragenen Daten möglichst gering gehalten werden.
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